Hiện nay, một nhóm các nhà khoa học từ Úc, Trung Quốc và Hoa Kỳ đang nghiên cứu một phương pháp chỉ với chi phí thấp, có thể phân tách nước biển thành oxy và hydro với hiệu suất gần 100%.

Mã màu hydro (1) được đặt ra để xác định loại phương pháp sản xuất hydro. Điều này là do hydro hiếm khi xuất hiện trong tự nhiên ở dạng không liên kết (hay còn gọi là hydro phân tử). Hiện tại, có 9 mã màu hydro tương ứng với 9 phương pháp khác nhau để hòa tan hydro từ các hợp chất. Nhưng trong số đó, chỉ có hydro xanh lá (green hydrogen) (2) được coi là phương pháp duy nhất để sản xuất hydro thân thiện với môi trường, trung hòa với khí hậu. Ví dụ, hydro được sản xuất bằng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió, sau quá trình sẽ phát ra các chất mang năng lượng trung tính Carbon dioxide (CO2). Ngoài việc sử dụng năng lượng sạch để sản xuất hydro, tất nhiên cần có nguyên liệu đầu vào là nước, thứ mà mọi người cho rằng rất dồi dào. Thế nhưng, thách thức đang đặt ra là nguồn nước ở đây chính là nước mặn hay còn gọi là nước biển, nhưng cho đến nay loại nước này dường chưa phù hợp.

(1) Mã màu hydro: Nguồn năng lượng và phương pháp sản xuất được sử dụng để tạo ra hydro phân tử chính là tiêu chí để xác định màu của hydro.

(2) Hydro xanh lá: Là phương pháp mà hydro được sản xuất thông qua quá trình điện phân nước bằng cách sử dụng điện từ năng lượng tái tạo. Sở dĩ được gọi là xanh, là do không thải ra khí CO2 trong quá trình sản xuất. Điện phân nước là một quá trình sử dụng điện để phân hủy nước thành khí hydro và oxy.

Một giải pháp đang xuất hiện
Hiện tại, hydro được sản xuất chủ yếu từ khí tự nhiên. Đối với phương pháp sản xuất hydro từ ​​nước bằng phương pháp điện phân hiện chỉ giới hạn ở nước ngọt, đây không phải là giải pháp lâu dài, vì nước ngọt cũng đang có nguy cơ trở thành một nguồn tài nguyên khan hiếm. Nhưng một giải pháp đang thử nghiệm, nếu khả thi có thể thực hiện được như mong đợi, là một bước tiến quan trọng đối với các nguồn năng lượng thân thiện với khí hậu.

Lời kêu gọi hợp tác toàn cầu
Hy vọng được đặt vào một nhóm các nhà khoa học từ Úc, Trung Quốc và Hoa Kỳ, đứng đầu dự án là đại học Adelaide (Úc). Theo nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Energy, một quy trình phân tách từ nước biển thành oxy và hydro với hiệu suất gần 100%.

Một chất xúc tác với chi phí thấp
Cơ sở cho sự thành công ngoạn mục này là một thiết bị điện phân có sẵn trên thị trường và một chất xúc tác chi phí thấp: oxit coban được phủ bằng Oxit crom. Theo các nhà nghiên cứu, họ có thể thực hiện quy trình phân tách hydro tương đương một máy điện phân sử dụng các chất xúc tác đắt tiền (được làm từ bạch kim và Iridi, và được cấp nước khử ion có độ tinh khiết cao).

Và nghiên cứu vẫn còn gặp khó khăn
Thành công này cho đến nay mới chỉ đạt được ở quy mô nhỏ. Trong giai đoạn tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ xây dựng một nguyên mẫu lớn hơn, đồng thời giải quyết các thách thức ngoại vi, chẳng hạn như hao mòn vật liệu. Nước biển có tác dụng mạnh với các thành phần của thiết bị điện phân nhiều hơn so với nước tinh khiết. Theo các nhà khoa học, chi phí bảo trì cao trong thời gian dài, có khả năng làm tan vỡ giấc mơ ‘điện phân nước biển với chi phí thấp’. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng nguyên mẫu lớn hơn sẽ mạnh mẽ tương đương với nguyên mẫu nhỏ.

Hy vọng
Nếu bước đột phá thành công, việc chuyển đổi nước biển thành hydro với chi phí thấp có thể đóng góp đáng kể vào việc giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu. Đặc biệt là quá trình này có thể triển khai ở bất cứ nơi nào có nhiều ánh nắng mặt trời và nước mặn, nhưng phải là nơi không có nước ngọt.

Để xem các tin bài khác về “Nước biển”, vui lòng nhấn vào đây.

 

(Nguồn: Hannover Messe)